Je retiens comme hypothèses :
Toiture :
Poids propre :
Tuiles (47), liteaux (2), chevrons (3) divers (3): 55 kg/m²
Isolation : 0.36 x 30 = 11 kg/m²
Plafond et son ossature: 14 kg/m²
D’où : G = 80 kg/m² + pannes
Neige : Région A1 : 45 x 0.8 = S = 36 kg/m² (projection horizontale)
NB : je garde 0.8, même si pour 34.3° on peut prendre moins ; si on pinaille, il faut prendre moins en versant, et une accumulation glissée sur l’avant-toit en coyaulure …
Vent Région 2, Terrain type 2 (rase campagne) hauteur 7 m, soit qp(z) = 75 kg/m²
Vent en pression :
Versant au vent : Cp = 0.7 + 0.3 = 1 sur 1 m en bas de versant, et Cp = 0.46 + 0.3 = 0.76 sur le reste du versant
Soient donc W = 75 et 57 kg/m² (perpendiculaire au versant au vent)
Versant sous le vent : négligeable (ou soulèvement)
Avant-toit au vent : négligeable (ou soulèvement)
Exploitation : charge 300 kg suspendue à l’entrait haut
Plancher :
Panneau + solives = G = 30 kg/m²
Exploitation : Q = 250 kg/m² (en stockage) ou 300 kg ponctuel, dont 80 % à considérer comme permanente pour le fluage. Plancher très chargé, je vois.
Modélisation :
Une travée de pannes et plancher de 3.80 m entre deux fermes.
Ferme selon le dessin, avec :
panne sablière posée sur le débord d’entrait (axe à 12 cm du nu extérieur du mur de façade)
portée entre murs : 7.80 m (nus intérieurs) et 8.20 m (nus extérieurs)
chevrons continus, et articulés en pied sur sablière, et en tête sur faitière. Pour faciliter le modèle : chevrons 6.9 x 7.5, entraxe 0.66 m
panne volante sur appuis fixes, avec chevrons articulés sur la sablière.
panne faitière sans liens de faitage
pas de liernes en versant
plancher régnant sur toute la largeur du bâtiment avec sa charge d’exploitation ; on verra que c’est pénalisant, et il faudra voir si la largeur chargée n’est pas moindre en fait.
Bois de classe structurale C18 (ordinaire)
Local de classe 2 : coefficient de fluage = 0.8
Charges ELU (état-limite ultime en résistance)
Je rappelle qu’en Eurocode, la résistance de calcul du bois f x,d est déterminée par la charge de plus courte durée de la combinaison. kmod = 0.6 (G seul), 0.8 (si Q), 0.9 (si S), et 1.1 (si W). Il faut donc, pour chaque pièce trouver son cas défavorable, auquel correspond son taux de travail maximum (qui doit rester < 100%).
C’est l’entrait le plus sollicité, à son appui sur le pied de poinçon. Si l’entrait est mortaisé pour l’assemblage au poinçon, la section travaillante se trouvera réduite, et le taux de travail encore augmenté. Effort à l’ELU : 6 200 daN.
En bois C24 au lieu de C18, les taux de travail ci-dessus sont à réduire par 18/24.
Déplacements à l'ELS (état limite de service) :
Plancher :
Cas : 1.8 G + 1.64 Q + 0.6 W. Les appuis des poutres sur l’entrait baissent de 8.9 mm, et la poutre prend elle-même une flèche de 17. 5 mm (L/217).
Total : le milieu de poutre descend de 26.3 mm.
NB : le 1.64 c’est 0.8 x 1.8 + 0.2 (effet du fluage sous la charge d’exploitation)
Une charge de 500 kg pour le palan et rail, appliquée sur l’entrait haut, fait varier les résultats de quelques 1/10 de mm.
Pannes
Ventrières :
Cas : 1.8 G + W + 0.5 S. Maximal en milieu de ventrière basse.
Les appuis sur les arbalétriers baissent de 6.6 mm, et la panne fléchit elle-même de 4.5 mm (L/840) : total 11.1 mm, verticalement.
S’y ajoute 3.9 mm de déplacement horizontal total (vers l’intérieur).
Les autres pannes atteignent des valeurs de déformation de l’ordre de 20 à 30 % plus faibles que celles-ci-avant.
NB : En bois C24 au lieu de C18, les valeurs ci-dessus sont à réduire par 9/11.
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Tout cela, donc, avec une panne faitière non braconnée. Si on met des liens de faitage, l’influence sur les résultats est millimétrique : gain de l’ordre de 2 à 4 mm sur les flèches, et quelques % sur les contraintes de flexion.
Le principe est le même en ajoutant des liernes en feuillard obliques en V.
L’explication à ce faible gain est que les dispositifs n’apportent qu’un soulagement dans le sens faible, lequel intervient déjà peu dans le taux global, lui-même faible pour les sections choisies. Peu sur peu sur peu = très peu.
Ces dispositifs de raidissement conservent cependant leur intérêt pour constituer un contreventement dans le sens longitudinal.
Je n’ai pas regardé les solives (entraxe inconnu) ; à voir avec notamment la charge d’exploitation de 300 kg ponctuel.
Bon, ceci n’est pas une étude, juste une analyse d’amateur ; c’est pourquoi je reste attentif à toute remarque sur ce sujet.
Pour l’exécution réelle, il y aurait à mon avis intérêt à faire intervenir un BET habitué à ce type de réalisation. Il parviendrait surement à une meilleure optimisation. Son étude déterminerait aussi le dimensionnement des assemblages, élément important (souvent des points faibles) dans les structures.
Image de la déformée.
Mon avis, non professionnel, ne peut servir d’étude pour une réalisation.